(57)【要約】【課題】ＤＡＣの分解能を上げることなく、オフセットレベルの設定精度を高め、安定した黒レベルになるようにする。【解決手段】ＣＣＤ９と、ＣＣＤ９からのアナログ画像信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路２５と、サンプルホールド後のアナログ信号をデジタル化するＡＤＣ２４と、デジタル画像データの黒レベルを検出する黒レベルクランプ期間設定手段３４及びオフセット調整値演算回路３１と、検出した黒レベルと予め設定された黒レベル目標値との差分を検出するオフセット調整値演算回路３１と、前記差分と基準値との比較からオフセット調整値をデジタル画像データのオフセットレベルが一定レベルに近づくようにフィードバック処理するＤＡＣ３２とを備え、ＤＡＣ３２はオフセット調整値の設定精度を少なくとも２種類有し、オフセット調整値の設定精度を切り替え、白基準板の読取値が予め設定された白レベル目標値になるように調整する。【選択図】図５
2010050910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に読み取られた画像情報を光電変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子からのアナログ画像信号をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、
サンプルホールド後のアナログ信号をデジタル化してデジタル画像データを出力するＡＤ変換器と、
前記デジタル画像データの黒レベルを検出する検出手段と、
検出した黒レベルと予め設定された黒レベル目標値との差分を検出する差分検出手段と、
前記差分と基準値とを比較した結果に応じたオフセット調整値を前記デジタル画像データのオフセットレベルが一定レベルに近づくようにフィードバック処理するフィードバック手段と、
オフセット調整値の設定精度を少なくとも２種類有するとともに前記オフセット調整値の設定精度を切り替える切り替え手段と、
白基準板の読取値が予め設定された白レベル目標値になるように調整する白レベル調整手段と、
を備えていることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像読み取り装置において、
前記少なくとも２種のオフセット調整値の設定精度が、高い精度と低い精度の２種類であることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像読み取り装置において、
前記切り替え手段は、初期時のオフセット調整値の設定精度を前記低い精度とし、前記白レベル調整中は、設定精度を高い精度に切り替えることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項４】
請求項２記載の画像読み取り装置において、
前記切り替え手段は、画像読み取り開始前に設定精度を高い精度に切り替え、画像読み取り終了後に設定精度を低い精度に切り替えることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像読み取り装置において、
前記オフセット調整値は、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器によって設定されることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像読み取り装置において、
前記ＤＡ変換器はＮビットの分解能を有し、Ｎビットの下位Ｍビットにリニアリティに優れた回路を有することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像読み取り装置において、
前記サンプルホールド手段によってサンプルホールドされた後のアナログ信号を増幅する増幅手段を備え、
前記ＡＤ変換器は増幅後のアナログ信号をデジタル化することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像読み取り装置において、
前記白レベル調整手段は、前記増幅手段のゲインを調整し、白基準板の読取値を前記白レベル目標値に調整することを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像読み取り装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
画像情報を光電変換する光電変換素子を有し、画像情報を光情報に変換して画像を読み取る画像読み取り方法において、
前記光電変換素子からのアナログ画像信号をサンプルホールドする工程と、
サンプルホールド後のアナログ信号をデジタル化してデジタル画像データを出力する工程と、
前記デジタル画像データの黒レベルを検出する工程と、
検出した黒レベルと予め設定された黒レベル目標値との差分を検出する工程と、
前記差分と基準値とを比較した結果に応じたオフセット調整値を前記デジタル画像データのオフセットレベルが一定レベルに近づくようにフィードバック処理する工程と、
オフセット調整値の設定精度を少なくとも２種類有するとともに前記オフセット調整値の設定精度を切り替える工程と、
白基準板の読取値が予め設定された白レベル目標値になるように調整する工程と、
を備えていることを特徴とする画像読み取り方法。
【請求項１１】
画像情報を光電変換する光電変換素子を有し、画像情報を光情報に変換して画像を読み取る制御をコンピュータによって実行するためのコンピュータプログラムにおいて、
前記光電変換素子からのアナログ画像信号をサンプルホールドする手順と、
サンプルホールド後のアナログ信号をデジタル化してデジタル画像データを出力する手順と、
前記デジタル画像データの黒レベルを検出する手順と、
検出した黒レベルと予め設定された黒レベル目標値との差分を検出する手順と、
前記差分と基準値とを比較した結果に応じたオフセット調整値を前記デジタル画像データのオフセットレベルが一定レベルに近づくようにフィードバック処理する手順と、
オフセット調整値の設定精度を少なくとも２種類有するとともに前記オフセット調整値の設定精度を切り替える手順と、
白基準板の読取値が予め設定された白レベル目標値になるように調整する手順と、
を備えていることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿画像信号をデジタル信号に変換しアナログ信号処理を施す画像読み取り装置、この画像読み取り装置を備えた複写機、ファクシミリ、デジタル複合機などの画像形成装置、前記画像読み取り装置あるいは画像形成装置で実行される画像読み取り方法、この画像読み取り方法をコンピュータで実行するためのコンピュータプログラムに係り、特に画像読み取りの際の黒レベルのオフセット調整に特徴のある技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読み取り装置は原稿面に照明光を照射し、原稿からの反射光をＣＣＤなどの光電変換素子に導き、光電変換素子によってアナログ電気信号に変換し、さらにアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換して読み取りデータとして使用する。このように原稿を走査して画像データを読み取る場合、原稿の読み取りに先立って補正用データを得る。
【０００３】
原稿の読み取りは所謂シートスルー方式及びフラットベッド方式と称される２つの方式で行われる。シートスルー方式とは、読み取り光学系が停止した状態で原稿を移動させて読み取る方式、フラットベッド方式とは原稿が停止した状態で読み取り光学系が移動して読み取る方式である。いずれにしても、基準白板を読み取ってシェーディング補正用データを生成し、メモリに記憶する。そして、シェーディング補正用データで原稿の画像データを読み取りながら正規化する。このように処理することにより、画像読み取り装置における光量分布ムラや出力変動を補正し、原稿画像の読み取り精度を上げるようにしている。
【０００４】
また、シェーディング補正時に、画像データレベルのオフセットを検出し、画像データから減算する処理が行われる。一般的にＣＣＤの出力信号は３〜６Ｖ程度のオフセットを持っている。そこで、このオフセット成分をキャンセルするため、図１６に示すようにＣＣＤの出力信号Ｓ１を交流結合して直流分を除いてから、後段のアナログ信号処理部に適した信号レベルＳ２になるようにＤＣバイアスがかけられる。このＤＣバイアスは、ＣＣＤ出力Ｓ１のＯＰＢ部の画像信号領域（リセットノイズを除く）の一定期間にかけられ、このＤＣバイアス電圧が画像信号をサンプルホールドする基準電圧となる。
【０００５】
さらに、サンプルホールド後、ＡＤ変換された画像データが一定のオフセットを持った出力データとなるようにサンプルホールド後のアナログ画像信号データに対して一定のオフセットが付加される。このオフセットの付加は、ノイズ成分を含んだ黒レベルを正確に検出して、シェーディング補正時にデジタル的に減算するために行うものである。
【０００６】
黒レベルを検出する期間は、ＯＰＢ（Optical Black）と呼ばれる光がマスクされている領域であり、前述のクランプ期間もこの期間である。図１７は、このときのラインクランプ信号、サンプリング信号（ＳＨＤ）、実効クランプ期間（ＯＰＢＣＬＰ）、交流結合後のＣＣＤ出力信号間のタイミングを示すタイミングチャートである。図１７から分かるように、実効クランプ期間が黒レベル信号の安定領域であり、この領域は前記ＯＰＢ部（若しくは空転送部）にある。
【０００７】
しかしながら、ＣＣＤ９のオフセットが変動した場合、ＡＤ変換後の出力画像データのオフセットレベルが変動してしまう。このため、図１８のブロック図に示すようにデジタル変換されたＡＤＣ後の画像データのオフセットレベルと目標とするオフセットレベルの差分を検出し、その差分をキャンセルするように、サンプルホールド後の画像信号データにＤＡＣにより付加するアナログオフセット量を可変するフィードバックループを構成している。すなわち、図１８において、ＣＣＤ９の出力は入力クランプ回路２６でクランプされ、サンプルホールド回路２５でサンプルホールドされる。増幅部３０でサンプルホールドした電圧を増幅し、ＡＤＣ部２４でデジタル変換する。そして、実効クランプ期間（黒レベルクランプ期間）においてオフセット調整値演算回路３１でデジタル変換されたＡＤＣ後の画像データのオフセットレベルと目標とするオフセットレベルの差分を検出し、ＤＡＣ部３２でその差分に対応するアナログ信号に変換し、その差分をキャンセルするように、加算回路３３で入力クランプされた入力信号に前記アナログ信号を加算し、再度サンプルホールドするというループを繰り返すようにしている。このフィードバックループにより、オフセット変動による画像データへの影響を低減している。実効クランプ期間は黒レベルクランプ期間設定手段３４によって設定される。
【０００８】
なお、このような技術に関連する技術として例えば特許文献１ないし３に開示された発明も知られている。
【０００９】
このうち特許文献１には、画像読取部の光電変換素子のオフセット変動に対して、高速に適切なオフセット調整を行うために、原稿からの反射光を光電変換素子で電気信号に変換したアナログ画像信号をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、サンプルホールド後のアナログ画像信号を増幅する増幅手段と、増幅後のアナログ画像信号をデジタル化してデジタル画像データを出力するＡＤ変換器と、前記デジタル画像データの黒レベル検出値と予め設定された黒レベル目標値との差分を検出する差分検出手段と、前記差分と基準値とを比較した結果に応じて複数の調整係数の１つを選択する調整係数選択手段と、選択した調整係数に基づくオフセット調整値を前記デジタル画像データのオフセットレベルが一定レベルに近づくようにフィードバック処理するフィードバック手段とを備えたことを特徴とするオフセット調整装置が開示されている。
【００１０】
また、特許文献２には、アナログ画像信号の黒レベルを適切に補正するため、光源から原稿に照射された光の反射光を光電変換素子で電気信号に変換して読み取った当該原稿のアナログの画像信号を交流結合した後にラインクランプして所定のクランプ電位に合わせた後にアナログ信号処理を施すアナログ信号処理手段と、当該アナログ信号処理手段でアナログ信号処理の施された画像信号を所定の基準電圧と比較することでデジタル信号に変換するデジタル変換手段と、を備えた画像読取装置において、前記アナログ信号処理手段でのラインクランプ動作で生じたアナログ画像信号の黒オフセットレベルと予め設定されている基準クランプ電圧とのズレ量を検出するズレ量検出手段を備えていることを特徴とする発明が開示されている。
【００１１】
さらに、特許文献３には、原稿の画像をライン毎に読み取ってアナログ画像信号を出力する光電変換素子と、前記アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記光電変換素子のオプティカルブラック画素範囲に対応するデジタル画像信号の出力レベルの平均値を求めるオフセットレベル検出回路と、前記出力レベルの平均値に基づいて前記変換前の前記アナログ画像信号にオフセットを設けるオフセット設定部と、前記出力レベルの平均値と所定の目標値との比較を行い、出力レベルの平均値と所定の目標値との差を検出する第１の比較手段と、前記第１の比較手段の比較結果に基づき前記オフセットレベル検出回路における平均値を算出するための検出ライン数を調節する調節手段と、前記第１の比較手段で得られた差を予め設定されている第１の所定値と比較する第２の比較手段と、前記第１の比較手段で得られた差を予め設定されている前記第１の所定値より小さい第２の所定値と比較する第３の比較手段と、を備え、前記調節手段は、前記第１の比較手段で得られた差が小さいほど前記オフセットレベル検出回路における平均値を算出するための検出ライン数を大きくするとともに、前記第１の比較手段で得られた差が前記第１の所定値を下回ったと前記第２の比較手段が判断するまで前記調節手段による調節を繰り返し、前記第１の比較手段で得られた差が前記第１の所定値を下回ったと判断したときは前記オフセットレベル検出回路における平均値を算出するための検出ライン数を設定可能な最大値とするものであり、前記第３の比較手段は、前記オフセットレベル検出回路における平均値を算出するための検出ライン数を最大値とした後に前記第１の比較手段で得られた差を前記第２の所定値と比較することを特徴とする画像読み取り装置が開示されている。
【００１２】
加えて、特許文献４には、デジタル変換する際のＡ／Ｄ変換器の変換ビット数を増やしたり、回路規模を増加させることなく黒オフセット補正の精度を向上させ、ダーク部分の階調再現性を優れたものとするため、光電変換手段により読み出されたアナログ量の画像信号に対してオフセット電圧を付加するオフセット調整手段と、オフセット調整手段によりオフセット電圧を付加した画像信号をデジタル量の画像信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、予め黒色の基準となる黒色基準画像の読み取り時に得たＡ／Ｄ変換手段の出力信号を基に光電変換手段により読み出されたアナログ量の画像信号に対してオフセット調整手段によりオフセット電圧を付加しＡ／Ｄ変換手段の出力信号に対して所定の黒オフセット量を得る第１の調整手段と、第１の調整手段により新たに読み出された黒オフセット量に基づいて原稿画像読み取り時にオフセット調整手段を微調整する第２の調整手段とを備えた画像読み取り装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１５８６６３号公報
【特許文献２】特開２００６−２１７２０５号公報
【特許文献３】特許第３９５４２５８号公報
【特許文献４】特開平１１−５５５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、オフセットレベルの調整範囲が±２５０ｍＶで、ＤＡＣの分解能が１０ビット（ｂｉｔ）である場合、理想的には図１９に示すようにＤＡＣ設定値（１０ビット）とＤＡＣ出力レベル（ｍＶ）は、リニアな関係となる。しかし、実際には、図２０に示すようにリニアにならない場合もあり、例えば、ＤＡＣ設定値が５１２のとき、オフセットレベル（ＤＡＣ出力レベル）が、＋１０ｍＶであり、ＤＡＣ設定値が５１３のとき、本来なら＋１０ｍＶであるところを０ｍＶとなっている場合に、ＡＤＣ後の画像データのオフセットレベルと目標とするオフセットレベルの差分を検出し、その差分をキャンセルするようにフィードバックしているが、オフセットを増やそうとして設定値を５１２から５１３に増やしたときに、オフセットレベルとしては、１０ｍＶから０ｍＶへと減ってしまうことになる。
【００１４】
図２１は、黒オフセットレベルの黒レベル目標値が４０の場合のＯＰＢの平均値を副走査方向にプロットしたものであるが、図２０に示したようなリニアでない箇所が、オフセット調整レベル付近にあると、平均的なレベルから突然黒レベルがズレてしまうラインが生じる。このような問題点に対しては、前記特許文献１ないし４記載の発明では、対処することはできなかった。
【００１５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ＤＡＣの分解能を上げることなく、オフセットレベルの設定精度を高め、安定した黒レベルになるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため、第１の手段は、光学的に読み取られた画像情報を光電変換する光電変換素子と、前記光電変換素子からのアナログ画像信号をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、サンプルホールド後のアナログ信号をデジタル化してデジタル画像データを出力するＡＤ変換器と、前記デジタル画像データの黒レベルを検出する検出手段と、検出した黒レベルと予め設定された黒レベル目標値との差分を検出する差分検出手段と、前記差分と基準値とを比較した結果に応じたオフセット調整値を前記デジタル画像データのオフセットレベルが一定レベルに近づくようにフィードバック処理するフィードバック手段と、オフセット調整値の設定精度を少なくとも２種類有するとともに前記オフセット調整値の設定精度を切り替える切り替え手段と、白基準板の読取値が予め設定された白レベル目標値になるように調整する白レベル調整手段と、を備えた画像読み取り装置を特徴とする。
【００１７】
第２の手段は、第１の手段において、前記少なくとも２種のオフセット調整値の設定精度が、高い精度と低い精度の２種類であることを特徴とする。
【００１８】
第３の手段は、第２の手段において、前記切り替え手段が、初期時のオフセット調整値の設定精度を前記低い精度とし、前記白レベル調整中は、設定精度を高い精度に切り替えることを特徴とする。
【００１９】
第４の手段は、第２の手段において、前記切り替え手段が、画像読み取り開始前に設定精度を高い精度に切り替え、画像読み取り終了後に設定精度を低い精度に切り替えることを特徴とする。
【００２０】
第５の手段は、第１の手段において、前記オフセット調整値が、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器によって設定されることを特徴とする。
【００２１】
第６の手段は、第５の手段において、前記ＤＡ変換器はＮビットの分解能を有し、Ｎビットの下位Ｍビットにリニアリティに優れた回路を有することを特徴とする。
【００２２】
第７の手段は、第１ないし第６の手段において、前記サンプルホールド手段によってサンプルホールドされた後のアナログ信号を増幅する増幅手段を備え、前記ＡＤ変換器は増幅後のアナログ信号をデジタル化することを特徴とする。
【００２３】
第８の手段は、第７の手段において、前記白レベル調整手段が、前記増幅手段のゲインを調整し、白基準板の読取値を前記白レベル目標値に調整することを特徴とする。
【００２４】
第９の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段に係る画像読み取り装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００２５】
第１０の手段は、画像情報を光電変換する光電変換素子を有し、画像情報を光情報に変換して画像を読み取る画像読み取り方法において、前記光電変換素子からのアナログ画像信号をサンプルホールドする工程と、サンプルホールド後のアナログ信号をデジタル化してデジタル画像データを出力する工程と、前記デジタル画像データの黒レベルを検出する工程と、検出した黒レベルと予め設定された黒レベル目標値との差分を検出する工程と、前記差分と基準値とを比較した結果に応じたオフセット調整値を前記デジタル画像データのオフセットレベルが一定レベルに近づくようにフィードバック処理する工程と、オフセット調整値の設定精度を少なくとも２種類有するとともに前記オフセット調整値の設定精度を切り替える工程と、白基準板の読取値が予め設定された白レベル目標値になるように調整する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００２６】
第１１の手段は、画像情報を光電変換する光電変換素子を有し、画像情報を光情報に変換して画像を読み取る制御をコンピュータによって実行するためのコンピュータプログラムにおいて、前記光電変換素子からのアナログ画像信号をサンプルホールドする手順と、サンプルホールド後のアナログ信号をデジタル化してデジタル画像データを出力する手順と、前記デジタル画像データの黒レベルを検出する手順と、検出した黒レベルと予め設定された黒レベル目標値との差分を検出する手順と、前記差分と基準値とを比較した結果に応じたオフセット調整値を前記デジタル画像データのオフセットレベルが一定レベルに近づくようにフィードバック処理する手順と、オフセット調整値の設定精度を少なくとも２種類有するとともに前記オフセット調整値の設定精度を切り替える手順と、白基準板の読取値が予め設定された白レベル目標値になるように調整する手順と、を備えていることを特徴とする。
【００２７】
なお、後述の実施形態では、光電変換素子はＣＣＤ９に、サンプルホールド手段はサンプルホールド回路２５に、ＡＤ変換器はＡＤＣ２４に、黒レベルを検出する検出手段は期間設定手段３４及びオフセット調整値演算回路３１に、差分検出回路はオフセット調整値演算回路３１に、フィードバック回路は符号２９に、切り替え手段はＡＦＥ２２に対するレジスタ設定に、白レベル調整手段はＤＡＣ３２及びＰＧＡ３０を含むフィードバック回路２９に、ＤＡ変換器はＤＡＣ３２に、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、検出した黒レベルと予め設定された黒レベル目標値との差分を検出し、差分と基準値とを比較した結果に応じたオフセット調整値をデジタル画像データのオフセットレベルが一定レベルに近づくようにフィードバック処理するので、ＤＡＣの分解能を上げることなく、オフセットレベルの設定精度を高め、安定した黒レベルとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は本発明の実施形態に係る画像読み取り装置の概略構成を示す図である。同図において、画像読み取り装置はデジタル複写機でのスキャナ装置のような、原稿画像をＣＣＤで読み取り、画像信号をデジタル信号に変換して処理する装置である。図１に示すように、画像読み取り装置２００は、スキャナ本体１２と、スキャナ本体１２の上部に設けられ、原稿１３を載置するコンタクトガラス１と、原稿露光用のハロゲンランプ２及び第１反射ミラー３を搭載した第１キャリッジ６と、第２反射ミラー４及び第３反射ミラー５を搭載した第２キャリッジ７と、入射した光を光電変換するＣＣＤリニアイメージセンサ９（以下、ＣＣＤと略称する）と、このＣＣＤ９に第３ミラー５から入射した読み取り光を結像するためのレンズユニット８と、スキャナ本体１２の上部に設けられ、読み取り光学系等による各種の歪みを補正するための白基準板１１とから構成される。
【００３１】
ＣＣＤ９はセンサボードユニット１０に搭載され、センサボードユニット１０上でＣＣＤ９で光電変換した信号に対して所定の処理が施される。第１キャリッジ６、第２キャリッジ７、レンズユニット８、及びＣＣＤ９を搭載したセンサボードユニット１０はスキャナ本体１２内に設置される。原稿走査時は第１キャリッジ６及び第２キャリッジ７はステッピングモータ（不図示）によって図示しないレールに沿って２対１の速度比で副走査方向Ａに移動する。
【００３２】
図２はセンサボードユニット１０の構成を示すブロック図である。同図において、ＣＣＤ９からの出力はＡＣ結合部２１を経てＡＦＥ（Analog Front End）２２に入力される。ＡＦＥ２２はアナログ信号処理回路部２３とＡ／Ｄ変換部２４を含み、アナログ信号回路部２３はサンプルホールド部（ＳＨ）２５及びクランプ回路部２６を備えている。この構成では、ＣＣＤ９で光電変換されたアナログ画像データはＡＦＥ２２に入力される。ＡＦＥ２２内部では、アナログ画像データに対してサンプルホールド（ＳＨ）処理、黒レベル補正などの各種画像処理が施されたのち、Ａ／Ｄ変換（回路）部２４へ出力され、Ａ／Ｄ変換部２４でアナログ画像データを１２ビットのデジタル画像データに変換し、変換されたデジタル画像データは次段のデジタル処理部又はデータ転送部に出力される。ＣＣＤ駆動タイミング信号、ＡＦＥ２２へのタイミング信号は、タイミング制御ＩＣ２８で生成される。ＣＣＤ９は容量性負荷が大きいため、発熱等の問題から、通常はタイミング制御ＩＣ２８によって直接ＣＣＤ９が駆動されることはなく、ドライバ２０を介してＣＣＤ９は駆動される。
【００３３】
図３はＡＣ結合部２１とクランプ回路部２６の詳細を示す図である。本実施形態では、前述のようにＣＣＤ９とＡＦＥ２２の間にコンデンサ２１ａを直列に接続（ＡＣ結合）し、この充放電を利用することによってＡＦＥ２２入力への過大電圧の影響を低減する構成としている。このように構成すると、信号のＡＣ分（変化分）によってズレたＤＣレベル（ＣＣＤ入力オフセット）を補うように充放電が行われ、ある時間経過後には任意の電位に追従する所謂クランプ動作が行われる。すなわち、ＡＦＥ２２に過大電圧（ＡＣ成分）が入力した場合、コンデンサ２１ａの充放電によって任意電位へ追従する（電圧過大の状態からクランプ電位に引き戻される）効果により、その影響を低減することができる。
【００３４】
通常のクランプ動作は、図４のクランプ状態の説明図に示すようにＣＣＤ９の有効画素領域Ｒ１ではなく、暗時出力部（ＯＰＢ）Ｒ２や空転送部Ｒ３などに対して行われる、つまり主走査１ライン中の任意の期間だけ行われる。これを一般にラインクランプと称す。本実施形態では、これを有効画素領域を含めた１ライン全域において実施する。これをここではベタクランプと称す。なお、クランプを１ライン全域で実施すると述べたが、厳密にはライン同期信号（タイミング制御ＩＣ２８の基準信号）が出力している期間はクランプ動作ができないため１ライン全域とはならない。
【００３５】
これにより、クランプ動作の時間を実効的に大きくすることができ、過大電圧の影響をさらに低減することができる。また、クランプ動作は通常、外部からＡＦＥ２２のレジスタを設定することにより切り替えが可能となる。この設定をＡＦＥ２２のハード的デフォルトとしてベタクランプすることによりシステム電源投入時などにおいて特別な設定や処理を必要とすることなく容易にベタクランプが実現できる。
【００３６】
画像読み取り装置に対して、スキャン動作を実行する指示がなされると、ランプを点灯し、原稿の読み取り動作が開始される。原稿の読み取り動作に先立って、シェーディング補正時に画像データから減算する黒レベルのオフセットデータの取得が行われる。このオフセットデータとしては、図４及び図１２に示すＣＣＤ９のＯＰＢ部（光学的遮光領域）Ｒ２のデータを一般的に使用している。
【００３７】
黒レベルのオフセットデータの取得が終了した後、フラットベッド方式でスキャンする所謂Ｂｏｏｋスキャン動作の場合、第１キャリッジ６が基準白板１１及び原稿１３を移動走査し、シェーディングデータと画像データの読み取りが行われる。図１３はこのときのライン同期信号（ＸＬＳＩＮＣ）、シェーディングゲート信号（ＳＨＧＴ）及びフレームゲート信号（ＦＧＡＴＥ）の出力タイミングを示すタイミングチャートである。図１３における基準白板読み取り領域Ｒ４で取得した基準白板１１の読み取りデータに基づいてシェーディング補正に用いる白レベルデータが生成される。そして、この白レベルデータ、及び前記黒オフセットデータを用いて原稿読取領域Ｒ５のシェーディング補正が実行される。
【００３８】
シェーディング補正では、
Ｄｓｈ（ｎ）＝（Ｄｏｒｇ（ｎ）−Ｂ）／（Ｄｗ（ｎ）−Ｂ）×  ２５５
ただし、Ｄｓｈ（ｎ）：ｎ画素目シェーディング補正後データ
Ｄｏｒｇ（ｎ）：ｎ画素目原稿データ
Ｄｗ（ｎ）：ｎ画素目基準白板読み取りデータ
Ｂ：黒レベル（ＯＰＢ部）読み取りデータ
のような演算が行われる。
【００３９】
黒レベルオフセットデータの取得はスキャン動作開始前に実行しており、原稿読み取り中にオフセットレベルが変動してしまうと画像の不具合が生じてしまう。このため、原稿読み取り中のオフセット変動への対応は、ＣＣＤ９の１ラインのスキャン毎に黒レベル（ＯＰＢ部Ｒ２又は空転送部Ｒ３）の出力データと出力目標データとの差分を検出して、ある一定の応答性を持たせてオフセット調整手段（ＤＡＣ）へ１ライン毎にフィードバックを行い黒レベルの出力データが一定のレベルとなるようにしている。
【００４０】
このようなオフセット追従方式は、ノイズによる不用意な追従を行わないようにするため、適切な（安定性を重視した）応答性の設定が不可欠である。調整量の演算方法としては、ＢＬＫＳＡＭＰＬＥ期間の画像データの平均値（Ｄ（ｎ））を算出して目標レベル（ＢＬＡＣＫＴＡＲＧＥＴ）との差分を検出し、その差分に一定の係数を乗算してフィードバックする調整量を
ＤＡＣ（ｎ＋１）＝ＤＡＣ（ｎ）＋（ＢＬＡＣＫＴＡＲＧＥＴ−Ｄ（ｎ））×１／Ａ
ただし、ＤＡＣ（ｎ＋１）：ＤＡＣへの次ラインフィードバック量
ＤＡＣ（ｎ）：現ラインでのＤＡＣへのフィードバック量
ＢＬＡＣＫＴＡＲＧＥＴ：黒レベル目標レベル
Ｄ（ｎ）：現ライン黒レベル読み取りレベル
１／Ａ：補正係数
ｎ：ライン番号
により演算する方法が一般的である。なお、このフィードバック調整量の計算は、オフセット調整値演算回路３１で実行される。
【００４１】
図５は、本実施形態における黒レベル調整のフィードバック回路２９を示すブロック図である。回路自体は図１８を参照して説明した従来例と変わらないので各部の構成についての説明は省略する。なお、ＤＡＣ３２は１０ビット、ＡＤＣは１２ビットの例で説明する。
【００４２】
フィードバックループ内のＤＡＣ３２は、２つのモードを有しており、１つのモードは全１０ビット全域を利用するノーマルモード（分解能がＮビット＝１０ビット）、他のモードは出力のリニアリティに優れた回路構成を有する下位８ビット領域を利用する下位ビットモード（下位Ｍビット＝下位８ビット）である。ノーマル／下位ビットの切り替えは、ＡＦＥ２２に対するレジスタ設定で可能となる。下位ビットモードでは、図６及び図７に示すようにノーマルモードから下位ビットモードに変更する際、直前のＤＡＣ設定値が下位８ビットの中央付近になるように自動調整される。
【００４３】
上記２モードの使い分けとしては、長時間の待機時はクランプのオフセットレベルが変動が大きくても調整できるようにノーマルモード（図６）とし、精度が必要なＡＧＣ（白ベル調整）、画像読取時は、短時間であるのでオフセットレベルは大きくは変動せず、下位ビットモードで十分に調整可能は範囲であるため、下位ビットモード（図７）を使用する。
【００４４】
図８は、電源ＯＮ後の黒レベル調整の処理手順を示すフローチャートである。
【００４５】
図８において、電源がＯＮされると（ＳＴＥＰ０１）に、センサボード１０の接続確認を行い（ＳＴＥＰ０２）、タイミング制御ＩＣ２８、ＡＦＥ２２のレジスタ初期設定が行われる（ＳＴＥＰ０３）。その後、ランプ２をＯＮし（ＳＴＥＰ０４）、キャリッジ６を白基準板１１の中央に移動させる（ＳＴＥＰ０５）。モータ停止後、ＡＧＣ（白レベル調整）を実施する（ＳＴＥＰ０６）。次に、黒レベルの確認ステップ（ＳＴＥＰ０７）を実行し、ランプ２をＯＦＦして（ＳＴＥＰ０８）、キャリッジ６をＨＰ（ホームポジション）に移動し（ＳＴＥＰ０９）、待機状態になる（ＳＴＥＰ１０）。
【００４６】
図９は画像読み取り装置２００の待機からスキャン実行の処理手順を示すフローチャートである。すなわち、第１キャリッジ６の待機状態（ＳＴＥＰ１０）からスキャンがスタートすると（ＳＴＥＰ１１−ＹＥＳ）、第１及び第２キャリッジ６，７の走査が行われ、スキャンが実行される（ＳＴＥＰ１２）。そして、スキャンが終了すると待機状態となる（ステップＳ１３）。
【００４７】
図１０はＳＴＥＰ０６のＡＧＣ処理（白レベル調整）のサブルーチンにおける処理手順を示すフローチャートである。ＡＧＣ処理が開始されると（ＳＴＥＰ２１）、最初にＡＦＥ２２に対するレジスタ設定によりＤＡＣ３２を下位ビットモードに設定する（ＳＴＥＰ２２）。同じくＡＦＥ２２に対するレジスタ設定によりＡＧＣが自動的にスタートする。予め設定された白目標レベルになるように増幅器３０のゲインを調整する（ＳＴＥＰ２３）。ＡＧＣ処理時間ウェイト後（ＳＴＥＰ２４）、レジスタに保存された主走査方向のピーク検出値を読み出す（ＳＴＥＰ２５）。読み出したピーク検出値が公差範囲内かどうかを判定し（ＳＴＥＰ２６）、公差範囲内の場合はＤＡＣ３２をノーマルモードに戻す（ＳＴＥＰ２７）。公差範囲外の場合は同じ処理を２回行い（ＳＴＥＰ２８）、３回目でＮＧの場合は、ＡＧＣ処理エラーとしてエラー処理を行う（ＳＴＥＰ２９）。
【００４８】
なお、ＤＡＣ３２をノーマルモードに戻す処理は、待機（ＳＴＥＰ１０）時に行えばよいので、例えば次の黒レベル確認（ＳＴＥＰ０７）後に行ってもよい。
【００４９】
図１１は画像読み取り装置のスキャン動作の動作手順を示すフローチャートである。
【００５０】
同図において、スキャン動作が開始されると（ＳＴＥＰ４０）、ＡＧＣ処理と同様に最初にＤＡＣ３２をＡＦＥ２２に対するレジスタ設定により、下位ビットモードに設定する（ＳＴＥＰ４１）。その後、ランプ２をＯＮし（ＳＴＥＰ４２）、キャリッジ６を図１において矢印Ａ方向（フォワード）に移動させる（ＳＴＥＰ４３）。次ぎに前述したように白基準板の画像を読み取り、シェーディングデータを生成する（ＳＴＥＰ４４）。続いて画像読み取りを行う。画像読み取り中を示す信号ＦＧＡＴＥがアサートになる（ＳＴＥＰ４５，４６）。画像読み取り後にランプをＯＦＦし（ＳＴＥＰ４７）、ＤＡＣ３２をノーマルモードに戻す（ＳＴＥＰ４８）。その後、キャリッジ６をリターンさせて（ＳＴＥＰ４９）、ホームポジションに移動させた後、スキャン動作を終了する（ＳＴＥＰ５０）。
【００５１】
このようにスキャン中は、オフセットレベルの設定精度が高い下位ビットモードにＤＡＣ３２を設定することにより、図１４に示すように黒レベルは、ほぼ狙い通りに推移する。このことは従来例における図２１の黒レベルと比較するとよく分かる。
【００５２】
なお、前記各処理は図示しない制御回路のＣＰＵがＲＯＭに格納したプログラムを読み出し、図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用しないがら実行する。また、前記処理については、ＣＰＵに代えてＡＳＩＣを使用することもできる。
【００５３】
図１５は本発明が適用される画像形成装置の一例を示すシステム全体の概略構成図である。同図において、画像形成装置は本体１００と、画像形成装置本体１００の上部の設置された画像読み取り装置２００と、さらにその上に装着された自動原稿給送装置（以下、「ＡＤＦ」と称す）３００と、画像形成装置本体１００の図１において右側に配置された大容量給紙装置４００と、画像形成装置本体１００の図１において左側に配置された用紙後処理装置５００とから基本的に構成されている。画像形成装置本体１００は画像書き込み部１１０と、作像部１２０と、定着部１３０と、両面搬送部１４０と、給紙部１５０と、垂直搬送部１６０と、手差し部１７０とからなる。
【００５４】
画像書き込み部１１０は画像読み取り装置２００で読み取った原稿の画像情報に基づいて発光源であるＬＤを変調し、ポリゴンミラー、ｆθレンズなどの走査光学系により感光体ドラム１２１の表面にレーザ書き込みを行うものである。作像部１２０は感光体ドラム１２１と、この感光体ドラム１２１の外周に沿って設けられた現像ユニット１２２、転写ユニット１２３、クリーニングユニット１２４及び除電ユニットなどの公知の電子写真方式の作像要素とからなる。定着部１２０は前記転写ユニット１２３で転写された画像を転写紙に定着する。
【００５５】
両面搬送部１４０は定着部１２０の転写紙搬送方向下流側に設けられ、転写紙の搬送方向を用紙後処理装置５００側、あるいは両面搬送部１４０側に切り替える第１の切り替え爪１４１と、第１の切り替え爪１４１によって導かれた反転搬送路１４２と、反転搬送路１４２で反転した転写紙を再度転写ユニット１２３側に搬送する画像形成側搬送路１４３と、反転した転写紙を用紙後処理装置５００側に搬送する後処理側搬送路１４４とを含み、画像形成側搬送路１４３と後処理側搬送路１４４との分岐部には第２の切り替え爪１４５が配されている。
【００５６】
給紙部１５０は４段の給紙段からなり、それぞれピックアップローラ、給紙ローラによって選択された給紙段に収納された転写紙が引き出され、垂直搬送部１６０に導かれる。垂直搬送部１６０では、各給紙段から送り込まれた転写紙を転写ユニット１２３の用紙搬送方向上流側直前のレジストローラ１６１まで搬送し、レジストローラ１６１では、感光体ドラム１２１上の顕像の画像先端とタイミングを取って転写紙を転写ユニット１２３に送り込む。手差し部１７０は開閉自在な手差しトレイ１７１を備え、必要に応じて手差しトレイ１７１を開いて転写紙を手差しにより供給する。この場合もレジストローラ１６１で転写紙の搬送タイミングが取られ、搬送される。
【００５７】
大容量給紙装置４００は同一サイズの転写紙を大量にスタックして供給するもので、転写紙が消費されるにしたがって底板４０２が上昇し、常にピックアップローラ４０１から用紙のピックアップが可能に構成されている。ピックアップローラ４０１から給紙される転写紙は、垂直搬送部１６０からレジストローラ１６１のニップまで搬送される。
【００５８】
用紙後処理装置５００はパンチ、整合、ステイプル、仕分けなどの所定の処理を行うもので、この実施形態では、前記機能のためにパンチ５０１、ステイプルトレイ（整合）５０２、ステイプラ５０３、シフトトレイ５０４を備えている。すなわち、画像形成装置本体１００から用紙後処理装置５００に搬入された転写紙は、孔明けを行う場合にはパンチ５０１で１枚ずつ孔明けが行われ、その後、特に処理するものがなければ、プルーフトレイ５０５へ、ソート、スタック、仕分けを行う場合にはシフトトレイ５０４にそれぞれ排紙される。仕分けは、この実施形態は、シフトトレイ５０４が用紙搬送方向に直交する方向に所定量往復動することにより行われる。このほかに、用紙搬送路で用紙を用紙搬送方向と直交する方向に移動させて仕分けを行うこともできる。
【００５９】
整合する場合には、孔明けが行われた、あるいは孔明けが行われていない転写紙が下搬送路５０６に導かれ、ステイプルトレイ５０４において後端フェンスで用紙搬送方向を直交する方向が整合され、ジョガーフェンスで用紙搬送方向と平行な方向の整合が行われる。ここで、綴じが行われる場合には、整合された用紙束の所定位置、例えば角部、中央２個所など所定の位置がステイプラ５０３によって綴じられ、放出ベルトによってシフトトレイ５０４に排紙される。
【００６０】
また、この実施形態では、下搬送路５０６にはプレスタック搬送路５０７が設けられ、搬送時に複数枚の用紙をスタックし、後処理中の画像形成装置本体１００側の画像形成動作の中断を避けることができるようになっている。
【００６１】
画像読み取り装置２００は、ＡＤＦ３００によってコンタクトガラス２１０上に導かれ、停止した原稿を光学的にスキャンし、第１ないし第３のミラーを経て結像レンズで結像された読み取り画像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの光電変換素子によって読み取る。読み取られた画像データは、図示しない画像処理回路で所定の画像処理が実行され、記憶装置に一旦記憶される。そして、画像形成時に画像書き込み部１１０によって記憶装置から読み出され、画像データに応じて変調し、光書き込みが行われる。
【００６２】
ＡＤＦ３００は両面読み取り機能を有するもので、画像読み取り装置２００のコンタクトガラス２１０設置面に開閉自在に取り付けられている。
【００６３】
また、図１５における画像読み取り装置２００の黒レベル調整は前述の通り行われる。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、
１）オフセット調整値の設定精度を切り替えることができるので、安定した黒レベル出力が必要な白レベル調整（ＡＧＣ）と画像読み取りが可能となるとともに、待機時の入力クランプのオフセット変動にも対応することができる。  
２）オフセット調整値の設定精度として高い精度と低い精度の２種類備えているので、オフセット調整範囲は広いが低い精度のモードとオフセット調整範囲は狭いが設定精度が高いモードを有し、精度が必用な際に安定した黒レベルを得ることができる。  
３）初期時のオフセット調整値の設定精度を低い精度とし、前記白レベル調整中は、設定精度を高い精度に切り替えるので、白レベル調整中は安定した黒レベルにすることができる。  
４）画像読取開始前に、設定精度を高い精度に切り替え、画像読取終了後に、設定精度を低い精度に切り替えるので、画像読み取り中は安定した黒レベルにすることができる。  
５）オフセット調整値の設定をデジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡＣ３２により行うので、容易に設定精度の変更が可能である。  
６）ＤＡＣ３２はＮビットの分解能（実施例では１０ビット）を有し、Ｎビットの下位Ｍビット（８ビット）にリニアリティに優れた回路を有することにより、設定精度の切り替えが可能なモードを提供することができる。  
等の効果を奏する。
【００６５】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読み取り装置の概略構成を示す図である。
【図２】センサボードユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】ＡＣ結合部とクランプ回路部の詳細を示す図である。
【図４】１ライン中のラインクランプとベタクランプ、及び空転送、ＯＰＢ、有効画素クランプ状態の関係を示す説明図である。
【図５】本実施形態における黒レベル調整のフィードバック回路を示すブロック図である。
【図６】ノーマルモード時のＤＡＣ設定値とＤＡＣ出力レベルとの関係を示す図である。
【図７】ノーマルモードから下位ビットモードに変更する際、直前のＤＡＣ設定値が下位８ビットの中央付近になるように自動調整されるということを説明するためのＤＡＣ設定値とＤＡＣ出力レベルとの関係を示す図である。
【図８】電源ＯＮ後の黒レベル調整の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】画像読み取り装置２００の待機からスキャン実行の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】ＳＴＥＰ０６のＡＧＣ処理（白レベル調整）のサブルーチンにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】画像読み取り装置のスキャン動作の動作手順を示すフローチャートである。
【図１２】ライン同期信号、入力クランプ同期信号、黒レベル補正期間信号、黒レベル補正データ取り込み期間、及びＣＣＤ出力との関係を示すタイミングチャートである。
【図１３】フラットベッド方式で読み取る場合のライン同期信号、シェーディングゲート信号及びフレームゲート信号の出力タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１４】本実施形態における黒オフセットレベルの黒レベル目標値が４０の場合のＯＰＢの平均値を副走査方向にプロットした図である。
【図１５】本発明が適用される画像形成装置の一例を示すシステム全体の概略構成図である。
【図１６】従来のクランプ回路の動作を説明するための図である。
【図１７】従来のクランプ動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１８】従来のオフセット調整手段の構成を示すブロック図である。
【図１９】オフセットレベルの調整範囲とＤＡＣの分解能が理想的な場合の特性を示す図である。
【図２０】実際のオフセットレベルの調整範囲とＤＡＣの分解能の特性を示す図である。
【図２１】従来例における黒オフセットレベルの黒レベル目標値が４０の場合のＯＰＢの平均値を副走査方向にプロットした図である。
【符号の説明】
【００６７】
９  ＣＣＤ
１１  白基準板
１２  スキャナ本体
２１  ＡＣ結合
２２  ＡＦＥ
２３  アナログ信号処理回路部
２４  ＡＤＣ
２５  サンプルホールド回路
２６  入力クランプ回路
２９  フィードバック回路
３０  ＰＧＡ
３１  オフセット調整値演算回路
３２  ＤＡＣ
３３  加算回路
３４  黒レベルクランプ期間設定手段
１００  画像形成装置本体
２００  画像読み取り装置
【図１】
2010050910.tif 000003
【図２】
2010050910.tif 000004
【図３】
2010050910.tif 000005
【図４】
2010050910.tif 000006
【図５】
2010050910.tif 000007
【図６】
2010050910.tif 000008
【図７】
2010050910.tif 000009
【図８】
2010050910.tif 000010
【図９】
2010050910.tif 000011
【図１０】
2010050910.tif 000012
【図１１】
2010050910.tif 000013
【図１２】
2010050910.tif 000014
【図１３】
2010050910.tif 000015
【図１４】
2010050910.tif 000016
【図１５】
2010050910.tif 000017
【図１６】
2010050910.tif 000018
【図１７】
2010050910.tif 000019
【図１８】
2010050910.tif 000020
【図１９】
2010050910.tif 000021
【図２０】
2010050910.tif 000022
【図２１】
2010050910.tif 000023